API 게이트웨이: 마이크로서비스 아키텍처를 위한 요청 라우팅 마스터하기

마이크로서비스의 세계에서 API 게이트웨이는 모든 클라이언트 요청에 대한 단일 진입점 역할을 합니다. 핵심 책임은 이러한 요청을 적절한 백엔드 서비스로 효율적이고 안전하게 라우팅하는 것입니다. 효과적인 요청 라우팅은 마이크로서비스 아키텍처에서 최적의 성능, 확장성 및 유지 관리성을 달성하는 데 매우 중요합니다. 이 종합 가이드는 API 게이트웨이 요청 라우팅의 복잡성을 파헤치고 다양한 전략, 패턴, 구성 옵션 및 모범 사례를 다룹니다.

API 게이트웨이 요청 라우팅 이해하기

요청 라우팅은 특정 기준에 따라 들어오는 요청을 올바른 백엔드 서비스로 보내는 프로세스입니다. 이 프로세스는 요청(예: HTTP 메서드, 경로, 헤더, 쿼리 매개변수)을 분석하고 사전 정의된 규칙을 적용하여 대상 서비스를 결정하는 것을 포함합니다. API 게이트웨이는 종종 리버스 프록시 역할을 하여 외부 세계로부터 내부 마이크로서비스 아키텍처를 보호합니다.

주요 개념

• 라우팅 규칙: 들어오는 요청과 백엔드 서비스 간의 매핑을 정의합니다. 이러한 규칙은 일반적으로 URL 경로, HTTP 메서드 또는 헤더와 같은 요청 속성을 기반으로 합니다.
• 서비스 디스커버리: API 게이트웨이가 백엔드 서비스의 사용 가능한 인스턴스를 찾는 메커니즘입니다. 서비스 디스커버리는 서비스 인스턴스가 자주 추가되거나 제거될 수 있는 동적 환경에서 필수적입니다.
• 로드 밸런싱: 과부하를 방지하고 고가용성을 보장하기 위해 들어오는 요청을 백엔드 서비스의 여러 인스턴스에 분산합니다.
• 트래픽 관리: 서비스의 다른 버전이나 인스턴스로의 트래픽 흐름을 제어하여 카나리 배포 및 A/B 테스트를 가능하게 합니다.
• 보안: 승인된 클라이언트만 보호된 서비스에 액세스할 수 있도록 보장하는 인증 및 권한 부여 메커니즘입니다.

요청 라우팅 전략

API 게이트웨이에서 요청 라우팅을 위해 여러 전략을 사용할 수 있으며, 각 전략에는 장단점이 있습니다. 올바른 전략을 선택하는 것은 애플리케이션의 특정 요구 사항과 마이크로서비스 아키텍처의 복잡성에 따라 달라집니다.

1. 경로 기반 라우팅

이는 가장 일반적이고 간단한 라우팅 전략입니다. 요청은 URL 경로를 기반으로 라우팅됩니다. 예를 들어, /users로의 요청은 `users` 서비스로 라우팅되고, /products로의 요청은 `products` 서비스로 라우팅될 수 있습니다.

예시:

전자상거래 플랫폼을 생각해 보세요. /api/v1/products로의 요청은 제품 카탈로그 마이크로서비스로 라우팅되고, /api/v1/orders로의 요청은 주문 관리 마이크로서비스로 라우팅될 수 있습니다. 이는 관심사의 명확한 분리를 가능하게 하고 개별 서비스의 관리를 더 쉽게 만듭니다.

구성:

많은 API 게이트웨이 플랫폼에서는 간단한 패턴 매칭을 사용하여 경로 기반 라우팅을 구성할 수 있습니다. 예를 들어, Kong에서는 특정 경로와 일치하는 요청을 특정 서비스로 전달하는 라우트를 정의할 수 있습니다.

장점:

• 구현하고 이해하기 간단합니다.
• 구성하고 유지 관리하기 쉽습니다.
• 기본적인 라우팅 시나리오에 적합합니다.

단점:

• 서비스 수가 많아지면 복잡해질 수 있습니다.
• 더 복잡한 기준에 기반한 라우팅의 유연성이 제한됩니다.

2. 헤더 기반 라우팅

요청은 특정 HTTP 헤더의 값을 기반으로 라우팅됩니다. 이는 콘텐츠 협상(예: `Accept` 헤더 기반 라우팅)이나 버전 관리(예: 사용자 지정 `API-Version` 헤더 기반 라우팅)와 같은 기능을 구현하는 데 유용합니다.

예시:

`products` 서비스의 두 가지 버전(v1 및 v2)이 있다고 상상해 보세요. `X-API-Version`과 같은 사용자 지정 헤더를 사용하여 요청을 적절한 버전으로 라우팅할 수 있습니다. `X-API-Version: v1`이 포함된 요청은 v1 서비스로 라우팅되고, `X-API-Version: v2`가 포함된 요청은 v2 서비스로 라우팅됩니다. 이는 점진적 배포 및 A/B 테스트에 유용합니다.

구성:

대부분의 API 게이트웨이는 헤더 값을 기반으로 라우팅 규칙을 정의할 수 있도록 지원합니다. 일치시킬 헤더 이름과 예상 값을 지정할 수 있습니다. 예를 들어, Azure API Management에서는 정책을 사용하여 헤더 값을 검사하고 그에 따라 요청을 라우팅할 수 있습니다.

장점:

• 경로 기반 라우팅보다 더 많은 유연성을 제공합니다.
• 콘텐츠 협상 및 버전 관리를 가능하게 합니다.

단점:

• 경로 기반 라우팅보다 구성이 더 복잡할 수 있습니다.
• 클라이언트가 요청에 특정 헤더를 포함해야 합니다.

3. 쿼리 매개변수 기반 라우팅

요청은 URL의 쿼리 매개변수 값을 기반으로 라우팅됩니다. 이는 고객 ID나 제품 카테고리와 같이 요청의 일부로 전달되는 특정 기준에 따라 라우팅하는 데 유용합니다.

예시:

고객의 지리적 위치에 따라 요청을 다른 백엔드 서비스로 라우팅하려는 시나리오를 생각해 보세요. `region`과 같은 쿼리 매개변수를 사용하여 지역을 지정할 수 있습니다. /products?region=eu가 포함된 요청은 유럽의 제품 카탈로그 서비스로 라우팅되고, /products?region=us가 포함된 요청은 미국의 서비스로 라우팅될 수 있습니다. 이는 글로벌 사용자를 위한 성능 및 규정 준수를 최적화하는 데 도움이 됩니다.

구성:

API 게이트웨이는 일반적으로 URL에서 쿼리 매개변수를 추출하여 라우팅 규칙에 사용하는 메커니즘을 제공합니다. Google Cloud API Gateway에서는 서비스 구성을 사용하여 쿼리 매개변수 값을 기반으로 라우팅 규칙을 정의할 수 있습니다.

장점:

• 동적 기준에 따른 라우팅을 허용합니다.
• 지역별 라우팅과 같은 기능을 구현하는 데 유용합니다.

단점:

• URL을 더 복잡하고 읽기 어렵게 만들 수 있습니다.
• 클라이언트가 요청에 특정 쿼리 매개변수를 포함해야 합니다.

4. 메서드 기반 라우팅

요청은 HTTP 메서드(예: GET, POST, PUT, DELETE)를 기반으로 라우팅됩니다. 이는 종종 RESTful API를 제공하기 위해 경로 기반 라우팅과 함께 사용됩니다.

예시:

GET /users를 사용자 정보를 검색하는 서비스로, POST /users를 새 사용자를 생성하는 서비스로, PUT /users/{id}를 사용자를 업데이트하는 서비스로, DELETE /users/{id}를 사용자를 삭제하는 서비스로 라우팅할 수 있습니다. 이는 명확하고 일관된 API 설계를 위해 표준 HTTP 동사를 활용합니다.

구성:

API 게이트웨이는 일반적으로 HTTP 메서드를 기반으로 한 라우팅을 지원합니다. 주어진 경로에 대해 각 메서드에 대한 별도의 라우트를 정의할 수 있습니다. AWS API Gateway를 사용하면 리소스의 각 HTTP 메서드에 대해 다른 통합을 구성할 수 있습니다.

장점:

• RESTful API 설계를 가능하게 합니다.
• HTTP 메서드를 기반으로 한 명확한 관심사 분리.

단점:

• HTTP 메서드에 대한 좋은 이해가 필요합니다.

5. 콘텐츠 기반 라우팅

요청은 요청 본문의 내용을 기반으로 라우팅됩니다. 이는 복잡한 기준에 따라 라우팅하거나 라우팅 결정이 요청으로 전송되는 데이터에 의존할 때 유용합니다. 이는 쿼리 자체가 라우팅을 주도하는 GraphQL 구현에서 특히 유용할 수 있습니다.

예시:

서로 다른 유형의 문서를 처리하는 여러 백엔드 서비스가 있는 시나리오를 생각해 보세요. 요청 본문을 검사하여 문서 유형을 결정하고 요청을 적절한 서비스로 라우팅할 수 있습니다. 예를 들어, 요청 본문에 `documentType: 'invoice'` 필드가 있는 JSON 페이로드가 포함된 경우, 요청을 송장 처리 서비스로 라우팅할 수 있습니다. 글로벌 비즈니스의 경우, 송장은 지역별 차이(예: 부가가치세 규칙)가 있을 수 있으므로, 콘텐츠를 통해 국가를 식별하여 그에 따라 라우팅할 수도 있습니다.

구성:

콘텐츠 기반 라우팅은 일반적으로 다른 라우팅 전략보다 더 정교한 구성이 필요합니다. 요청 본문을 검사하고 라우팅 결정을 내리기 위해 스크립팅이나 사용자 지정 코드를 사용해야 할 수 있습니다. Tyk API Gateway는 콘텐츠 기반 라우팅에 사용할 수 있는 요청 변환 및 스크립팅 기능을 제공합니다.

장점:

• 라우팅 결정에서 가장 큰 유연성을 제공합니다.
• 복잡한 기준에 따른 라우팅을 허용합니다.

단점:

• 구현하고 구성하기 가장 복잡할 수 있습니다.
• 사용자 지정 코드나 스크립팅이 필요할 수 있습니다.
• 요청 본문을 검사해야 하므로 성능에 영향을 줄 수 있습니다.

요청 라우팅 패턴

요청 라우팅을 향상시키고 마이크로서비스 시스템의 전반적인 아키텍처를 개선하기 위해 적용할 수 있는 몇 가지 확립된 패턴이 있습니다.

1. 집계(Aggregation)

API 게이트웨이는 여러 백엔드 서비스의 응답을 클라이언트를 위한 단일 응답으로 집계합니다. 이는 필요한 왕복 횟수를 줄이고 클라이언트 경험을 단순화합니다.

예시:

클라이언트가 사용자 프로필을 요청할 때 API 게이트웨이는 `users` 서비스, `profiles` 서비스, `addresses` 서비스에서 데이터를 검색해야 할 수 있습니다. API 게이트웨이는 이러한 서비스의 응답을 단일 사용자 프로필 응답으로 집계하여 클라이언트에게 반환합니다. 이 패턴은 성능을 향상시키고 클라이언트 애플리케이션의 복잡성을 줄입니다.

2. 변환(Transformation)

API 게이트웨이는 클라이언트와 백엔드 서비스 간의 요청과 응답을 변환합니다. 이를 통해 클라이언트는 백엔드 서비스에서 노출하는 API와 다른 API를 사용할 수 있으며, 클라이언트를 내부 아키텍처에서 분리시킬 수 있습니다.

예시:

클라이언트는 특정 데이터 형식이나 명명 규칙으로 요청을 보낼 수 있습니다. API 게이트웨이는 요청을 백엔드 서비스가 이해할 수 있는 형식으로 변환합니다. 마찬가지로, API 게이트웨이는 백엔드 서비스의 응답을 클라이언트가 기대하는 형식으로 변환합니다. 이 패턴은 마이크로서비스 아키텍처에서 더 큰 유연성과 적응성을 허용합니다.

3. 체이닝(Chaining)

API 게이트웨이는 요청을 여러 백엔드 서비스에 순차적으로 라우팅합니다. 각 서비스는 특정 작업을 수행하고 그 결과를 체인의 다음 서비스로 전달합니다.

예시:

주문을 처리할 때 API 게이트웨이는 먼저 요청을 `주문 유효성 검사` 서비스로 라우팅한 다음, `결제 처리` 서비스로, 마지막으로 `주문 이행` 서비스로 라우팅할 수 있습니다. 각 서비스는 특정 작업을 수행하고 주문을 체인의 다음 서비스로 전달합니다. 이 패턴은 복잡한 비즈니스 프로세스를 모듈식이고 확장 가능한 방식으로 구현할 수 있게 합니다.

4. 분기(Branching)

API 게이트웨이는 특정 조건에 따라 요청을 다른 백엔드 서비스로 라우팅합니다. 이를 통해 요청 컨텍스트에 따라 다른 비즈니스 로직을 구현할 수 있습니다.

예시:

사용자의 위치에 따라 API 게이트웨이는 요청을 다른 가격 책정 서비스로 라우팅할 수 있습니다. 유럽 사용자는 부가가치세를 적용하는 서비스로 라우팅되고, 미국 사용자는 그렇지 않은 서비스로 라우팅될 수 있습니다. 이를 통해 비즈니스 로직을 특정 지역이나 고객 세그먼트에 맞게 조정할 수 있습니다.

구성 옵션

API 게이트웨이에서 요청 라우팅을 구성하는 것은 일반적으로 라우트, 서비스 및 정책을 정의하는 것을 포함합니다. 특정 구성 옵션은 사용 중인 API 게이트웨이 플랫폼에 따라 다릅니다.

1. 라우트 정의

라우트는 들어오는 요청과 백엔드 서비스 간의 매핑을 정의합니다. 일반적으로 다음 정보를 포함합니다:

• 경로: 일치시킬 URL 경로.
• 메서드: 일치시킬 HTTP 메서드(예: GET, POST, PUT, DELETE).
• 헤더: 일치시킬 헤더.
• 쿼리 매개변수: 일치시킬 쿼리 매개변수.
• 서비스: 요청을 라우팅할 백엔드 서비스.

2. 서비스 정의

서비스는 API 게이트웨이가 요청을 라우팅할 수 있는 백엔드 서비스를 나타냅니다. 일반적으로 다음 정보를 포함합니다:

• URL: 백엔드 서비스의 URL.
• 상태 확인: 백엔드 서비스의 상태를 확인할 엔드포인트.
• 로드 밸런싱: 사용할 로드 밸런싱 알고리즘.

3. 정책

정책은 요청과 응답에 특정 로직을 적용하는 데 사용됩니다. 인증, 권한 부여, 속도 제한, 요청 변환 및 응답 변환에 사용될 수 있습니다.

API 게이트웨이 선택

여러 API 게이트웨이 솔루션이 있으며, 각각 강점과 약점이 있습니다. API 게이트웨이의 선택은 애플리케이션의 특정 요구 사항과 인프라 환경에 따라 달라집니다.

인기 있는 API 게이트웨이 솔루션

• Kong: Nginx 위에 구축된 오픈 소스 API 게이트웨이입니다. 확장성이 뛰어나고 다양한 플러그인을 지원합니다.
• Tyk: API 관리 및 분석에 중점을 둔 오픈 소스 API 게이트웨이입니다.
• Apigee: API 게이트웨이, 분석, 개발자 포털을 포함한 다양한 기능을 제공하는 상용 API 관리 플랫폼입니다.
• AWS API Gateway: Amazon Web Services에서 제공하는 완전 관리형 API 게이트웨이 서비스입니다.
• Azure API Management: Microsoft Azure에서 제공하는 완전 관리형 API 게이트웨이 서비스입니다.
• Google Cloud API Gateway: Google Cloud Platform에서 제공하는 완전 관리형 API 게이트웨이 서비스입니다.

요청 라우팅을 위한 모범 사례

요청 라우팅에 대한 모범 사례를 따르면 마이크로서비스 아키텍처의 성능, 확장성 및 유지 관리성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

1. 라우팅 규칙을 단순하게 유지

이해하고 유지 관리하기 어려운 지나치게 복잡한 라우팅 규칙을 피하세요. 더 간단한 규칙은 문제 해결이 더 쉽고 오류 발생 가능성이 적습니다.

2. 서비스 디스커버리 사용

서비스 디스커버리를 활용하여 백엔드 서비스를 동적으로 찾으세요. 이는 서비스가 확장되거나 재배포될 때에도 API 게이트웨이가 항상 사용 가능한 인스턴스로 요청을 라우팅할 수 있도록 보장합니다.

3. 로드 밸런싱 구현

과부하를 방지하고 고가용성을 보장하기 위해 들어오는 요청을 백엔드 서비스의 여러 인스턴스에 분산하세요. 애플리케이션의 요구에 적합한 로드 밸런싱 알고리즘(예: 라운드 로빈, 최소 연결)을 사용하세요.

4. API 게이트웨이 보안

무단 액세스로부터 백엔드 서비스를 보호하기 위해 인증 및 권한 부여 메커니즘을 구현하세요. OAuth 2.0 및 JWT와 같은 업계 표준 보안 프로토콜을 사용하세요.

5. 라우팅 성능 모니터링 및 분석

병목 현상을 식별하고 라우팅 규칙을 최적화하기 위해 API 게이트웨이와 백엔드 서비스의 성능을 모니터링하세요. 분석 도구를 사용하여 요청 지연 시간, 오류율 및 트래픽 패턴을 추적하세요.

6. 중앙 집중식 구성 관리

중앙 집중식 구성 관리 시스템을 사용하여 API 게이트웨이의 라우팅 규칙 및 기타 구성을 관리하세요. 이는 여러 API 게이트웨이 인스턴스에 걸쳐 변경 사항의 관리 및 배포를 단순화합니다.

7. 버전 관리 전략

API에 대한 명확한 버전 관리 전략을 구현하세요. 이를 통해 기존 클라이언트를 손상시키지 않고 API에 변경 사항을 도입할 수 있습니다. 헤더 기반 또는 경로 기반 라우팅을 사용하여 요청을 다른 버전의 API로 라우팅하세요.

8. 정상적인 성능 저하(Graceful Degradation)

백엔드 서비스의 장애를 처리하기 위해 정상적인 성능 저하 메커니즘을 구현하세요. 백엔드 서비스를 사용할 수 없는 경우, API 게이트웨이는 충돌하는 대신 클라이언트에게 의미 있는 오류 메시지를 반환해야 합니다.

9. 속도 제한 및 스로틀링

과도한 트래픽으로 인해 백엔드 서비스가 압도되는 것을 방지하기 위해 속도 제한 및 스로틀링을 구현하세요. 이는 서비스 거부 공격을 방지하고 API 게이트웨이가 응답성을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

결론

API 게이트웨이 요청 라우팅을 마스터하는 것은 효율적이고 확장 가능하며 유지 관리 가능한 마이크로서비스 아키텍처를 구축하는 데 매우 중요합니다. 다양한 라우팅 전략, 패턴, 구성 옵션 및 모범 사례를 이해함으로써 백엔드 서비스로의 트래픽을 효과적으로 관리하고 클라이언트에게 원활한 경험을 제공할 수 있습니다. 마이크로서비스가 계속 발전함에 따라 요청 라우팅 및 관리에서 API 게이트웨이의 역할은 더욱 중요해질 것입니다. 특정 요구 사항과 인프라에 적합한 API 게이트웨이를 선택하는 것도 성공에 매우 중요합니다. 모든 라우팅 결정의 최전선에 보안을 두는 것을 잊지 마세요.